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The root cap is primordial for seedling growth and supports root apical meristem integrity. The root cap releases root border cells (RBCs) that surround the root tip and ensure seedling protection against numerous stresses. RBCs and their associated mucilage form the root extracellular trap (RET). Here, RET and root exudate characterization of three Sahelian woody seedlings are performed. In contrast to B. aegyptiaca and A. raddiana which thrive in semi-arid areas, T. indica is more sensitive to drought. B. aegyptiaca, A. raddiana and T. indica seedlings were sub-cultured in vitro. RBC morphologies and RET organization were determined using microscopic approaches. The polysaccharide composition and arabinogalactan protein (AGP) content were determined by biochemical approaches in the RET and the root exudates. Moreover, the effect of root exudates on the growth of Azospirillum brasilense a plant benefical bacteria has been performed. While B. aegyptiaca produces only border cell (BC) type, the two Fabaceae seedlings release both BCs and border-like cells (BLCs). BCs are enclosed in a dense mucilage enriched in cell wall polymers. Compared to T. indica, RET and root exudates of B. aegyptiaca and A. raddiana include more abundant AGPs. In this context, AGPs could contribute to woody seedling survival. This work opens new research perspectives regarding involvement of RET in plant survival to aridity.; La coiffe racinaire est cruciale à la croissance et survie du méristème subapical de racine. Elle libère des cellules frontières (CFs) qui assurent la protection de l’apex racinaire. Les CFs associées à leur mucilage forment le piège extracellaire de racine (RET). La caractérisation du RET et des exsudats racinaires de trois essences ligneuses sahéliennes à partir de plantules cultivées in vitro a été réalisée. B. aegyptiaca et A. raddiana prospèrent dans les zones semi-arides, à l’opposé de T. indica. La morphologie des CFs et l’organisation du RET ont été déterminées par microscopie. La compostion en glycopolymères et la détection des arabinogalactanes proteines (AGPs) dans le RET et les exsudats racinaires ont été déterminées par des analyses biochimiques. L’effet des exsudats racinaires sur la croissance d’Azospirillum brasilense, une bactérie bénéfique pour la plante a été évalué. B. aegyptiaca produit des CFs de type border cells (BCs) alors que les autres Fabaceae produisent des BCs et des border-like cells. Les BCs sont entourées d’un dense mucilage riche en polymères de paroi. Le RET et les exsudats racinaires issus de B. aegyptiaca et A. raddiana sont plus riches en AGPs que ceux provenant T. indica. Les AGPs pourraient contribuer à la survie des plantules dans un contexte semiaride. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives de recherche concernant l'implication du RET dans la survie des plantes à l'aridité.

1 RESUME Cette étude avait pour objectifs d’évaluer sous serre l’effet des exsudats racinaires de type hévéine sur la mycorhization de l’hévéa et la résistance induite par Rhizophagus irregularis DAOM 197198 contre le stress hydrique chez le clone d’hévéa IRCA 331 greffé sur le GT1. Dans un dispositif en blocs de Fisher, la colonisation de plants de la variété de tomate UC82B et d’hévéa cultivés dans un même pot ou individuellement a été valuée 15 jours post incoculation, date à laquelle tous les plants de tomate ont été rétirées avant le test de stress hydrique. Vingt-huit jours après inoculation, les mêmes plants d’hévéa ont ensuite été soumis à 3 niveaux de stress hydrique conférés par une capacité de rétention d’eau du pot maintenue à 5%, 50% ou 100% durant 14 jours. Il en est résulté que le clone d’hévéa a une très bonne intensité de mycorhization (> 70%) et une bonne abondance arbusculaire (> 40 %). Ces résultats suggèrent que R. irregularis DAOM 197198 possèderait un mécanisme de résistance aux exsudats antifongiques du type hévéine. Par ailleurs, la comparaison des indices de réflectance photochimique sous stress des plants non mycorhizés et ceux mycorhizés démontrent clairement que la mycorhization améliore significativement la résistance des plants au stress hydrique. La mycorhization pourrait donc substantiellement engendrer des économies de coûts d’irrigation et de fertilisation en pépinière. Toutefois, ces résultats doivent être confirmés par des tests au champ. ABSTRACT The study objectives were to investigate the effect of hevein-like root exudates on rubber tree mycorrhization and inoculation effect of Rhizophagus irregularis DAOM 197198 on water stress tolerance of the rubber tree clone IRCA 331 grafted on GT1 rootstock. The colonization rate of tomato UC82B and rubber plants grown in same or individual pot was evaluated in a randomized complete blocks design set up in a glasshouse, 14 days post inoculation. After colonization assessment, all tomato plants were removed before water stress test begin. Twenty-eight days after inoculation, the rubber plants were subjected to 3 levels of water stress conferred by a pot water holding capacity maintained at 5%, 50% or 100%. We found that the clone has a very good mycorrhization intensity (> to 70%) and a good arbuscular abundance (> to 40%). These results suggest that R. irregularis DAOM 197198 has a mechanism of resistance to hevein-like antifungal root exudates. In addition, the comparison of the photochemical reflectance indexes under stress of non-mycorrhized and mycorrhized plants clearly shows that mycorrhization significantly improves the resistance of the plants to water stress. Mycorrhization could therefore substantially reduce irrigation and fertilization costs. However, these results must be confirmed by field tests.

Cyst nematodes are among the most harmful pests of cultivated crops causing important economic losses. For cyst nematodes, the hatching is stimulated by root exudates released by the host plant. The removal of chemical nematicides requires development of alternative approaches to protect crops. For this purpose, root exudates may constitute an effective and innovative biocontrol method that could be used in the absence of the host plant to induce a “suicide hatching” of nematode and to control cyst nematodes’ pressure on crop. This work aimed to anticipate the effectiveness of the suicide hatching strategy, taking into account the influence of the genetic diversity of nematode populations and the microbial composition of soils. First, the level of dependence between root exudates from wildSolanum species and Globodera pallida populations for the hatching trait was evaluated and highlighted a strong effect of the geographical location of root exudates. Second, root exudates from different plant species were tested on the hatching of representative populations of the genetic diversity for three cyst nematodes. Significant differences were obtained among populations for a given nematode species but root exudates provided a high level of hatching of nematodes. Third, the impact of microbial communities of soil on the efficiency of root exudates to stimulate the hatching was measured. Significant differences of suicide hatching between different soils were obtained but the hatching rate remained high. These research efforts provide key elements for the development of root exud, Les nématodes à kyste sont d’importants parasites des cultures, causant des pertes économiques élevées. Chez ces nématodes, l'éclosion est stimulée par les exsudats radiculaires libérés par la plante hôte. Le retrait des derniers nématicides nécessite le développement de solutions alternatives pour protéger les cultures. Ainsi, l’utilisation d’exsudats radiculaires pour provoquer une « éclosion suicide » des nématodes en l’absence de plantes hôtes représente un intérêt dans le management de ces parasites. Cette thèse visait à anticiper l'efficacité de cette stratégie, en prenant compte la diversité génétique côté nématodes et la composition microbiotique des sols. Tout d’abord, le niveau de dépendance entre les exsudats radiculaires d'espèces sauvages de Solanum et les populations de Globodera pallida sur le trait de vie éclosion a étéévalué et a mis en évidence un effet fort de la provenance géographique des exsudats. Ensuite les exsudats radiculaires de différentes espèces végétales ont été testés sur l'éclosion de populations représentatives de la diversité génétique de trois nématodes à kyste. Malgré des différences significatives obtenues entre les populations pour une espèce de nématode donnée, les exsudats radiculaires permettent une éclosion importante des nématodes. Enfin, l'impact des communautés microbiennes du sol sur l'efficacité des exsudats radiculaires a été mesuré. Des différences significatives d'éclosion suicide entre différents sols ont été obtenues, mais avec un taux d'éclosion élevé. Ces travaux fournissent des éléments clés pour l’utilisation d’exsu

ANR Exsudarch : Exsudats et goudrons végétaux en archéologie : chimie, fabrication et utilisations

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Provenance des substances naturelles organiques : bitume, ambre, exsudats et goudrons végétaux

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Parmi les impacts récents sur les milieux aquatiques, notamment sur les lacs, on observe l'apparition d'espèces de macrophytes exotiques. La démarche de recherche porte sur les lacs de Parentis et Biscarosse et deux macrophytes exotiques qui les colonisent ; Egeria densa et Lagarosiphon major. Ces plantes hydrophytes colonisatrices peuvent entrer en compétition avec la flore peuplant déjà le site ou bien être en compétition entre elles, à travers des rapports d'allélopathie. Nous supposons donc qu'une d'entre elles puisse être nocive pour l'autre. E. densa est une plante assez rustique à croissance ultra-rapide et grande productrice d'oxygène. C'est pour cette raison qu'elle est communément utilisée en aquariophilie, tout comme L. major. L'objectif de ce travail consistait en la réalisation d'une étude pilote visant à qualifier la matière organique contenue dans des exsudats de plantes, prélevées dans des lacs aquitains, puis cultivées en laboratoire dans des microcosmes. Ces exsudats étant supposés contenir des composés organiques impliqués dans les interactions biologiques entre les deux plantes aquatiques.

Background: Pleural effusion echogenicity on ultrasound has previously been suggested to allow identification of exudates. A case series suggested that homogenously echogenic effusions are always exudates. With modern imaging techniques and more advanced ultrasound technology, this may no longer be true. Objectives: This study aims to prospectively assess the predictive value of echogenicity in the identification of exudates. Method: Patients undergoing thoracic ultrasound before pleural fluid sampling were analysed prospectively (n = 140). Pleural fluid was classified as an exudate if both fluid total protein (TP) > 29 g/L and fluid lactate dehydrogenase (LDH) > 2/3 upper limit of normal serum LDH (which is 255 IU/L in females and 235 IU/L in males) were present. If only one of these criteria was met, the effusion was considered to have discordant biochemistry. Results: Fifty-five (39%) patients had non-echogenic and 85 (61%) had echogenic effusions. Six (7.1%) patients with echogenic effusions had transudates; the median fluid TP for this group was 18.5 g/L (IQR 9.75) and median LDH 63.0 IU/L (IQR 40.3). The specificity of echogenicity identifying exudates from transudates, excluding patients with discordant biochemistry, was 57.1%, positive predictive value (PPV) 90.3%, sensitivity 65.1%, and negative predictive value (NPV) 21.0%. The specificity of echogenicity identifying exudates (including discordant biochemistry) from transudates was 57.1%, PPV 92.9%, sensitivity 62.7%, and NPV 14.5%. Conclusions: Echogenicity of a pleural effusion has a low specificity for identifying an underlying exudate, and the echogenic qualities of the fluid should not influence clinical decisionmaking.

Industrial activities result of a large number of contaminated sites and soils in France. Among the pollutants found, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), and especially those of high molecular weight, are a real environmental and public health problem because of their toxicity and persistence in soils. Biological remediation techniques which stimulate microbial degradation of PAHs using plants (phyto/rhizoremediation), nutrients (biostimulation), or microorganisms (bioaugmentation), appear as interesting strategies because they are more environmental friendly and less expensive than physico-chemical methods. In this context, the ability of the plant Miscanthus x giganteus (MxG) to improve benzo(a)anthracene (BaA) dissipation, a high molecular weight PAH few studied in remediation, was assessed with a multidisciplinary approach through two types of experimentations using an artificially contaminated soil. The first one was to analyze the rhizospheric influence of the plant (phyto/rhizoremediation) over a period of 12 months. Results showed that the presence of MxG led to a 3-fold reduction in BaA concentration in soil at the end of exposure thanks to an increase in pollutant bioavailability, and a positive effect on microbial communities due to a modification of their diversity and an increase in their 16S rRNA and PAH-RHDα GP genes density. In order to improve the understanding of this phenomenon, a second experiment was carried out for 105 days to study specifically the influence of certain molecules exuded in the plant’s root system (biostimulation), and specific microorganisms associated with its rhizosphere having the capacity to degrade BaA (bioaugmentation). These tests demonstrated the complexity of rhizospheric mechanisms, and the necessity to explore this type of analysis to improve the understanding of biodegradation processes in plant rhizosphere. All these results showed that MxG was an ideal candidate for phyto/rhizoremediation of soils contaminated with high molecular weight PAH, but that further studies were still needed to understand processes involved in its rhizosphere, Les activités industrielles sont à l’origine d’un grand nombre de sites et sols pollués en France. Parmi les polluants retrouvés, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), notamment ceux de haut poids moléculaire, posent un réel problème environnemental et de santé publique en raison de leur toxicité et de leur persistance dans les sols. Les techniques biologiques de remédiation qui stimulent la dégradation microbienne des HAP en utilisant des plantes (phyto/rhizoremédiation), des nutriments (biostimulation), ou encore des microorganismes (bioaugmentation), apparaissent comme des stratégies intéressantes car elles sont plus respectueuses de l’environnement et moins onéreuses que les méthodes physico-chimiques. Dans ce contexte, la capacité de la plante Miscanthus x giganteus (MxG) à améliorer la dissipation du benzo(a)anthracène (BaA), un HAP de haut poids moléculaire peu étudié en remédiation, a été évaluée par une approche pluridisciplinaire en réalisant deux types d’expérimentations à partir d’un sol artificiellement contaminé. La première a consisté à analyser l’influence rhizosphérique de la plante (phyto/rhizoremédiation) au cours d’une période de 12 mois. Les résultats ont montré que la présence de MxG conduisait en fin d’exposition à une réduction 3 fois plus importante de la teneur en BaA dans le sol grâce à une augmentation de la biodisponibilité du contaminant et à un effet positif sur les communautés microbiennes via une modification de leur diversité et une augmentation de leur densité de gènes ARNr 16S et PAH-RHDα GP. Afin d’améliorer la compréhension de ce phénomène, une deuxième expérimentation a été mise en place sur une durée de 105 jours dans le but d’étudier spécifiquement l’influence de certaines molécules exsudées au niveau du système racinaire de la plante (biostimulation) et de microorganismes spécifiques, associés à sa rhizosphère, ayant la capacité de dégrader le BaA (bioaugmentation). Ces essais ont témoigné de la complexité des mécanismes rhizosphériques et de la nécessité d’approfondir ce type d’analyses afin d’améliorer la compréhension des processus de biodégradation dans la rhizosphère de la plante. L’ensemble de ces résultats a alors montré que MxG était une candidate idéale pour la phyto/rhizoremédiation de sols contaminés par des HAP de haut poids moléculaires mais que des études supplémentaires étaient encore nécessaires pour comprendre les processus intervenant dans sa rhizosphère

Resume Pour un certain nombre de substances naturelles, des ambiguites dans leur designation ou dans leur origine sont la source de difficultes pour correler avec precision l'espece botanique et la composition chimique. C'est notamment le cas des baumes designes par les termes styrax, storax et benjoins, pour lesquels il existe d'importantes confusions linguistiques, botaniques et chimiques. L'etude par spectroscopie infrarouge a transformee de Fourier (IRTF) et chromatographie liquide a haute performance (CLHP) de plusieurs echantillons resineux a permis de preciser l'appartenance chimique et botanique de ces substances, a l'origine de nombreuses interrogations. Elle a egalement fourni de precieuses informations sur les modes d'obtention et/ou de transformation des matieres, tout en evoquant la possibilite d'adulterations ou de confusions avec la resine dammar provenant d'especes vegetales geographiquement voisines. Pour citer cet article : M. Hovaneissian et al., C. R. Chimie 9 (2006).

National audience; Exploitation des exsudats et goudrons de conifères pendant l'Antiquité et le Moyen Age : référentiel et premiers résultats archéologiques

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Mpact of several trace metals (lead, zinc, copper or cadmium) on the growth of two marine phytoplankton species: the diatom Skeletonema costatum and the toxic dinoflagellate Alexandrium catenella, has been studied from cultures grown under physiological and contaminated conditions. The results obtained revealed growth perturbations in S. costatum and in A. catenella, when these species were exposed to high metal concentrations. The lethal effects appeared through a strong cell death, coming, in A. catenella, with the conversion of vegetative cells into resistance cysts. Then, exudation of dissolved organic matter (DOM) by S. costatum and by A. catenella in response to metal stress has been characterized. Exudation of dissolved organic carbon (DOC) varied according to the growth phase, and was associated with the level of metal contamination and the nature of the tested metal. The maximal values ​​of DOC exudated per cell were measured in response to contamination by copper 16 µM during the adaptation phase, and in response to contamination by cadmium 200 µM during the exponential phase of growth. More specifically, the fluorescent dissolved organic matter (FDOM) exudated by S. costatum and by A. catenella has been analyzed by 3D fluorescence spectroscopy combined with PARAFAC algorithm. The PARAFAC treatments revealed four components, which were attributed to two main contributions, one related to the biological activity of the species, and the other related to the decomposition of organic matter. The C1 and C2 components were combined with tryptophan peaks and with humic substances, while the C3 and C4 components were generally associated with the production of marine organic matter. Moreover, glucose and galactose were the main aldoses among the polysaccharides exudated in the DOM. Proteomic changes occurred in the proteomes of A. catenella in response to the various metal stresses. Stress proteins expressed by A. catenella were obtained by comparison of the protein expression profiles (PEPs) achieved by two-dimensional electrophoresis (2D - electrophoresis) under physiological and contaminated conditions. Stress proteins are involved in many functional categories: response to oxidative stress (superoxide dismutase, proteasome sub - units), photosynthesis (ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase, peridinin chlorophyll protein complex, ferredoxin -NADP reductase), carbohydrate metabolism (triosephosphate isomerase, ribose 5-phosphate isomerase, malate dehydrogenase), photorespiration and phosphorus metabolism (phosphoglycolate phosphatase), energy metabolism (ATP - synthase), cell signalling (calmodulin), chaperone activity (HSP 70, HSP 90) and bioluminescence of A. catenella (luciferin - binding protein). Over - expression of phosphoglycolate phosphatase (PGP) and of ATP – synthase, occurring in response to metal contamination by lead, could represent a strategy of defence set up by A. catenella (i) to protect itself from the oxidative stress due to metal contamination, PGP being involved in the dissipation of excess energy (ii) to produce more reserves of energy (ATP) so as to satisfy the increased requirements resulting from the metal stress, in order to adapt to it., ’impact de plusieurs éléments traces métalliques (ETMs) (plomb, zinc, cuivre ou cadmium) sur la croissance de deux espèces phytoplanctoniques marines, la diatomée Skeletonema costatum et le dinoflagellé toxique Alexandrium catenella, a été étudié à partir de cultures réalisées en conditions physiologiques et en conditions contaminantes. Les résultats obtenus ont révélé des perturbations de croissance chez S. costatum et chez A. catenella, lorsque ces espèces étaient exposées à de fortes concentrations métalliques. Les effets létaux se manifestaient par une forte mortalité cellulaire, accompagnée, chez A. catenella, par la conversion d’un certain nombre de cellules végétatives en kystes de résistance. Puis, l’exsudation de la matière organique dissoute (MOD) par S. costatum et par A. catenella en réponse aux stress métalliques, a été caractérisée. L’exsudation du carbone organique dissous (COD) variait en fonction de la phase de croissance, et était associée au niveau de contamination métallique, et à la nature du métal testé. Les valeurs maximales de COD exsudé par cellule étaient mesurées en réponse à la contamination par le cuivre 16 µM pendant la phase d’adaptation, et en réponse à la contamination par le cadmium 200 µM pendant la phase exponentielle de la croissance. Plus spécifiquement, la matière organique dissoute fluorescente (FDOM) exsudée par S. costatum et par A. catenella a été analysée par spectroscopie de fluorescence 3D associée à l’algorithme PARAFAC. Les traitements PARAFAC révélaient quatre composantes, lesquelles étaient attribuées à deux contributions principales, l’une liée à l’activité biologique de l’espèce, l’autre liée à la décomposition de la matière organique. Les composantes C1 et C2 étaient combinées à des pics tryptophaniques et à des substances humiques, tandis que les composantes C3 et C4 étaient associées à la production de matière organique marine. Par ailleurs, le glucose et le galactose étaient prédominants parmi les aldoses constituant les polysaccharides exsudés dans la MOD. De plus, des modifications protéomiques étaient observées dans les protéomes d’A. catenella, en réponse aux divers stress métalliques. Les protéines de stress exprimées par A. catenella étaient mises en évidence par comparaison des profils d’expression protéiques (PEPs) obtenus par électrophorèse bidimensionnelle (électrophorèse 2D), en conditions physiologiques et en conditions contaminantes. Les protéines de stress étaient impliquées dans de nombreuses catégories fonctionnelles : réponse au stress oxydatif (superoxyde dismutase, sous – unités du protéasome), photosynthèse (ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase, complexe péridinine chlorophylle – protéine, ferrédoxine-NADP réductase), métabolisme des carbohydrates (triosephosphate isomérase, ribose 5-phosphate isomérase, malate déshydrogénase, photorespiration et métabolisme du phosphore (phosphoglycolate phosphatase), métabolisme énergétique (ATP – synthase), signal cellulaire (calmoduline), activité chaperonne (HSP 70, HSP 90) et bioluminescence d’A. catenella (luciférine – binding protéine). La sur – expression de la phosphoglycolate phosphatase (PGP) et celle de l’ATP – synthase, observées en réponse à la contamination par le plomb, pourraient participer à une stratégie de défense mise en place par A. catenella afin (i) de se protéger du stress oxydatif lié à la contamination métallique, la PGP étant impliquée dans la dissipation de l’excès d’énergie (ii) de produire davantage de réserves énergétiques (ATP) et ainsi de répondre à des besoins accrus en raison du stress métallique, dans le but de s’y adapter.

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